JP6136068B2 - Air battery and battery pack using the same - Google Patents
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Description
本発明は、空気電池とこれを互いに隣接導通させてなる組電池に関する。 The present invention relates to an air battery and an assembled battery formed by electrically connecting the air battery to each other.
この種の空気電池に関連する従来技術として、「予備電池」とした名称において特許文献1に記載されたものがある。
特許文献1に記載されている予備電池は、電気化学電池システムで使用する乾燥コンポーネント構造であり、複数の乾燥コンポーネントを含み、正極と負極とを含み、この乾燥コンポーネント構造の一端に凝縮電解液の貯槽を有する、乾燥コンポーネント構造を有し、ここで、液体が前記凝縮電解液の貯槽に加えられ、電解液が電解液流動管理構造を通して前記乾燥コンポーネントに導入され、それによって前記正極と負極間の電気化学反応を起させるものである。
上記正極を嵌めるのに適合するフレーム部分は、外部部分と、正極を支持する中央サポート部分とを一体的に形成したものである。
As a prior art related to this type of air battery, there is one described in
The reserve battery described in
The frame portion suitable for fitting the positive electrode is formed by integrally forming an external portion and a central support portion that supports the positive electrode.
しかしながら、上記特許文献1に記載の予備電池では、正極を嵌めるのに適合するフレーム部分は、外部部分と中央サポート部分とを一体的に形成している。
上記外部部分と中央サポート部分は、その外部部分が機械的強度を担う一方、中央サポート部分が正極を支持する機能を担うものであるが、外部部分と中央サポート部分とを一体的に形成されていたので、その中央サポート部分についても過度に強度を有するものとなっていた。
However, in the spare battery described in
The external part and the central support part are responsible for the mechanical strength of the external part, while the central support part has a function of supporting the positive electrode, but the external part and the central support part are integrally formed. Therefore, the central support portion also has excessive strength.
そこで本発明は、外枠と変形防止部材と別体にして形成することなどにより、空気電池を隣接導通させたときの外枠と変形防止部材にそれぞれ別の機能を分担させられる空気電池とこれを用いた組電池の提供を目的としている。 The present invention, such as by formed in the deformation preventing member separately from the outer frame, which respectively air battery is caused to share the different functions in the deformation preventing member and an outer frame obtained while the adjacent conducting air cells The purpose is to provide an assembled battery using the.
上記課題を解決するための本発明に係る空気電池は、電解液層を区画するように正極材と負極材を互いに対向させて配設した外枠体と、この外枠体と別体に形成されているとともに、上記電解液層に配置され、かつ、正極材又は負極材若しくはそれら双方に当接して変形を防止するための変形防止部材とを有している。
さらに、変形防止部材は、これの正極材に当接する面に、電解液の流動を許容する流動許容部を形成しており、かつ、流動許容部は、これの正極材に当接する面に形成した複数の凹凸であり、かつ、凹凸を弾性材により形成している、又は、隣接する他の空気電池の集電板に導通接触させるための接点部材を有し、かつ、接点部材の高さにほぼ一致する高さの段差とした接点嵌合部が外枠体に形成されており、かつ、変形防止部材は、これの正極材に当接する面を、接点嵌合部の接点部材を載置する面よりも高く形成している、又は、変形防止部材の負極材に接触する面に弾性リップ部材が配設されている、又は、正極材に通気を行うための多数の通気用凹凸溝を外面に形成した液密通気膜が設けられており、かつ、変形防止部材を、方形の枠材内に複数本の架橋材を所定の間隔に配列して形成し、その変形防止部材の枠材と架橋材とを、通気用凹凸溝の凸部と隣接方向において互いに重ならないように配置している。
これらの構成においては、外枠体と変形防止部材とを別体に形成することにより、空気電池を隣接導通させたときの外枠体と変形防止部材にそれぞれ別の機能を分担させられる。
An air battery according to the present invention for solving the above-mentioned problems is formed as an outer frame body in which a positive electrode material and a negative electrode material are arranged to face each other so as to partition an electrolyte layer, and to be formed separately from the outer frame body And a deformation preventing member disposed on the electrolyte layer and contacting the positive electrode material and / or the negative electrode material to prevent deformation.
Furthermore, the deformation preventing member has a flow allowing portion that allows the electrolyte to flow on the surface that contacts the positive electrode material, and the flow allowing portion is formed on the surface that contacts the positive electrode material. A plurality of irregularities, and the irregularities are formed of an elastic material, or have a contact member for conducting contact with a current collector plate of another adjacent air battery, and the height of the contact member A contact fitting portion having a height substantially matching the height of the contact fitting portion is formed on the outer frame body, and the deformation preventing member has a surface that contacts the positive electrode material mounted on the contact member of the contact fitting portion. A large number of concave and convex grooves for ventilation, which are formed higher than the surface to be placed, or an elastic lip member is disposed on the surface of the deformation preventing member that contacts the negative electrode material, or for venting the positive electrode material A liquid-tight air-permeable membrane formed on the outer surface is provided, and the deformation preventing member is formed in a square shape. A plurality of cross-linking materials are arranged in the material at predetermined intervals, and the frame member of the deformation prevention member and the cross-linking material are arranged so as not to overlap each other in the direction adjacent to the convex portion of the air-grooving groove. ing.
In the structure of these, by forming a deformation preventing member and the outer frame separately, are each allowed to share a different function to prevent deformation member and the outer frame member when are adjacent conducting air cells .
同上の課題を解決するための本発明に係る組電池は、上記した空気電池を互いに隣接導通させたものである。 An assembled battery according to the present invention for solving the above-described problems is one in which the above-described air batteries are electrically connected to each other.
本発明によれば、外枠と変形防止部材と別体にして形成することにより、空気電池を隣接導通させたときの外枠体と変形防止部材にそれぞれ別の機能を分担させることができる。 According to the present invention, by forming the outer frame and the deformation preventing member separately, the outer frame and the deformation preventing member when the air battery is adjacently conducted can share different functions.
以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。図1は、本発明の第一の実施形態に係る空気電池を用いた組電池の断面図、図2は、その空気電池に電解液を注入するときの様子を示す断面図、図3(A)は、本発明の第一の実施形態に係る空気電池の一部をなす外枠体及び変形防止部材の平断面図、(B)は、(A)に示すI‐I線に沿う断面図である。なお、図3及び以下に示す図4〜10においては、外枠体等を横向きにした状態にして示している。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated with reference to drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of an assembled battery using an air battery according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state when an electrolyte is injected into the air battery, and FIG. ) Is a cross-sectional plan view of the outer frame body and the deformation preventing member constituting a part of the air battery according to the first embodiment of the present invention, and (B) is a cross-sectional view taken along the line II shown in (A). It is. In FIG. 3 and FIGS. 4 to 10 shown below, the outer frame body and the like are shown in a horizontal state.
図1に示すように、本発明の一例に係る組電池Aは、図示左右方向において互いに隣接導通させた四つの空気電池B1…をケース5内に収容したものである。
「隣接導通」は、図1に示すように、上記左右方向において当接導通させた形態の他、上下に積み重ねた形態のものを含む。
空気電池B1…のうち最も左外側に配置した空気電池B1には集電体40を介して集電板41が、また、最も右外側に配置した空気電池B1には集電体40を介して集電板42がそれぞれ導通接触されている。
なお、上記した空気電池B1…には、矢印Fで示す方向に圧縮荷重が付与されて組み付けられ、ボルト9,9により下記の集電板41,42を介して締結されている。以下、圧縮荷重をFで示す。
As shown in FIG. 1, an assembled battery A according to an example of the present invention is a case in which four air batteries B <b> 1...
As shown in FIG. 1, “adjacent conduction” includes not only the form in which contact is made in the left-right direction but also the form of being stacked vertically.
Among the air batteries B1..., The air battery B1 arranged on the outermost left side is provided with a
The above-described air cells B1... Are assembled with a compressive load applied in the direction indicated by the arrow F, and are fastened by
集電板41,42は、それぞれ導電性の金属板材により形成されており、これらの各内側面を左右最外側に配設されている集電体40,40に導通接触させ、かつ、それらの各外端部を下記のケース5の蓋板7から外部に突出させている。これにより、空気電池B1…の電力を集電板41,42を通じてケース5の外部に取り出せるようにしている。
The
ケース5は、本体6と、この本体6の上下開口を閉塞する蓋板7,8を有するものである。
本体6は、互いに隣接導通させた空気電池B1…の周囲に空気を流通させるための空気流路となる間隙aを有する内容積にし、かつ、それらの空気電池B1…を収容できる高さの矩形にして形成されている。
The
The
上記本体6の上記蓋板7には、上記した集電板41の上側至近位置に空気流入口7bが、また、集電板42の上側至近位置に空気流出口7cが形成されている。
すなわち、上記空気流入口7bから流入した空気は、ケース5内を流通した後、空気流出口7cから流出するようにしている。
In the
That is, the air flowing in from the
本発明の第一の実施形態に係る空気電池B1は、外枠体10、変形防止部材50、接点部材15、正極構成部品20、電解液層S、セパレータ30、負極材35及び上記した集電体40を有して構成されている。
The air battery B1 according to the first embodiment of the present invention includes an
本実施形態において示す外枠体10は、主として互いに隣接導通させた空気電池B1どうしに作用する上記圧縮荷重Fを分担するものであり、短枠材10a,10a、長枠材10b,10b(図3参照)により左右両面を開口しかつ側面視長方形枠として形成したものである。
The
短枠材10a,10aのうち、図示上側の短枠材10aには、後記する電解液層Sに臨む位置に、電解液Wを注入及び廃液するための注入排液孔10fが内外を貫通して形成されている。
短枠材10a,10aの左側部内面には、接点部材15の幅にほぼ一致する寸法の段差とした接点嵌合部10c,10cが形成されている。
上記注入排液孔10fには、蓋板7を外した状態において、図2に示すテフロン等のチューブ60を介してポンプPが接続されているとともに、そのポンプPには、同じくチューブ61を介して電解液タンクTが接続されている。
この構成では、ポンプPを作動させることにより、各空気電池B1内に電解液Wを注入し、また、電解液タンクTに電解液Wを廃液できるようにしている。
「電解液」は、KOHや塩化物を主成分とした水溶液又は非水溶液である。
Among the
Contact fitting
A pump P is connected to the
In this configuration, by operating the pump P, the electrolytic solution W is injected into each air battery B1, and the electrolytic solution W can be discharged into the electrolytic solution tank T.
The “electrolytic solution” is an aqueous solution or a non-aqueous solution mainly containing KOH or chloride.
変形防止部材50は、上記電解液層S(図1,2参照)に配置され、かつ、正極材22又は負極材35若しくはそれら双方に当接して変形を防止するためのものであり、上記外枠体10とは別体にして形成されている。
The
この変形防止部材50は、上記外枠体10内に収容できる大きさにして形成されており、それは、図3に示すように、平面視長方形にした枠材51と、この枠材51の長手方向に沿う所定の間隔にした3本の架橋材52を配列した構造のものである。なお、架橋材52としては3本に限らず、必要に応じて4本以上又は2本以下としてもよいことは勿論である。
The
架橋材52は、外部から注入される電解液の注入方向に対して直交しないように配列されている。本実施形態においては、長枠材51a,51a間に電解液の注入方向と平行に延出されて架設されている。
The
3本の架橋材52は、互いに所要の間隔にし、かつ、長枠材51a,51a間に一体に架橋形成されており、それらの架橋材52によって、枠材51で囲繞された空間を、四つの電解液空間S2〜S5(図3参照)に区画形成している。
また、長枠材51a,51aの全長を短枠材10a,10aの内壁面間の寸法よりも短く形成することにより、短枠材51b,51bと短枠材10a,10aと間にも電解液空間S1,S6を区画形成している。
架橋材52、長枠材51a,51a及び短枠材51b,51bの厚みと電解液層Sの厚みt(図1参照)と略一致させている。
上記した「電解液空間S1〜S6」は、注入された電解液を滞留させておくための空間である。
The three
Further, by forming the entire length of the
The thickness of the bridging
The above-mentioned “electrolytic solution spaces S1 to S6” are spaces for retaining the injected electrolytic solution.
本実施形態においては、枠材51,架橋材52が正極材22に当接し、また、セパレータ30を介して負極材35に間接的に当接しているものを示しているが、架橋材52がセパレータ30を介することなく負極材35に直接当接する形態のものであってもよいことは勿論である。
In the present embodiment, the
接点部材15は導電性を有する金属製のものであり、下記の液密通気膜21と正極材22のそれぞれに導通接続され、かつ、図示左右側において隣接する他の空気電池B1の集電体40に導通接触させるためのものである。
なお、最も左側に配設した空気電池B1の接点部材15は、集電体40を介して集電板41に当接して導通接続され、また、最も右側に配設した空気電池B1の接点部材15は、集電体40を介して集電板42に当接して導通接続されている。
The
The
本実施形態において示す接点部材15は、接点嵌合部10cに嵌合する大きさにした板状体として形成されているとともに、その接点嵌合部10cに嵌合したときに、短枠材10aの上端面10dと面一となる高さに形成されている。
また、接点部材15に例えば銀ペースト等の変形可能な金属材料を用いる場合には、短枠材10aの上端面10dと面一となる高さより少し高くなるように(上側に出るように)配置して、積層した際の圧縮荷重Pによって接点部材15と短枠材10aの上端面10dとを同じ高さとなるようにしてもよい。
The
Further, when a deformable metal material such as a silver paste is used for the
本実施形態において示す正極構成部品20は、液密通気膜21と正極材22とからなる。
この正極構成部品20は、正極材22で酸素還元反応を行なうための触媒や導電パスを形成するための例えばカーボン粉で形成された導電層であり、触媒やカーボン粉を層として形成するためのバインダ等を含むものである。
The
The
液密通気膜21は液密通気性を有するものであり、正極材22のガス供給(空気)を行なうための多数の微細な孔が形成され、かつ、電解液が外部に漏れ出さないようなフッ素樹脂製のものである。
The liquid-tight air-
本実施形態において示す液密通気膜21は、接点部材15と長枠材10b,10bで囲繞される輪郭に一致する平面視長方形に形成されている。換言すると、下記の正極材22の外面22aを被覆するように形成されている。
The liquid-tight gas
正極材22は、触媒を含んだ導電性、かつ、多孔質な材料で形成されており、例えば、カーボン材料とバインダー樹脂とにより形成され、多導電多孔体内に二酸化マンガン等の触媒が含まれているものである。
The
セパレータ30は、上記した正極材22と負極材35とを分離するためのものである。
負極材35は、例えばLi,Al,Fe,Zn,Mgの純金属又は合金製のものである。
集電体40は導電性を有するメッシュ素材で形成されており、空気電池B1を流通する空気流路を兼ねる機能を有している。具体的には、ステンレス、銅(合金)等である。
The
The
The
ところで、上記した外枠体10と変形防止部材50とに、次のような機能(a),(b)を分担させられるように、それら外枠体10と変形防止部材50を下記のような材料の組み合わせとすることができる。
(a)外枠体10に上記した圧縮力を、かつ、変形防止部材50に正,負極材22,35と電解液を保持する機能を分担させる。
(b)変形防止部材50に上記した圧縮力を、かつ、外枠体10に正,負極材22,35と電解液を保持する機能を分担させる。
By the way, the
(A) The
(B) The
この場合、上記した変形防止部材50と外枠体10の材質(1)〜(3)を、次のように組み合わせることができる。
(1)SUS304、鋳鉄、黄銅、インコネル等の金属
(2)プラスチック(PP(ポリプロピレン)、PE(ポリエチレン)、ウレタン、テフロンなどの樹脂
(3)ゴム(天然ゴム、シリコーンゴム、クロロプレンゴム(ネオプレン)等の弾性材
パターン1…変形防止部材50として(1)、外枠体10として(2)又は(3)の組み合わせ
パターン2…変形防止部材50として(2)、外枠体10として(1)又は(3)の組み合わせ
パターン3…変形防止部材50として(3)、外枠体10として(1)又は(2)の組み合わせ
In this case, the
(1) Metals such as SUS304, cast iron, brass, Inconel (2) Plastic (PP (polypropylene), PE (polyethylene), resin such as urethane, Teflon, etc.) (3) Rubber (natural rubber, silicone rubber, chloroprene rubber (neoprene) Elastic material such as
以上の構成からなる空気電池B1によれば、次の効果を得ることができる。
外枠体10と変形防止部材50とにより、複数の空気電池B1を積層したときに、上記した圧縮荷重Fによる電解液層S等の変形を抑えて、電解液を充填する空間を確保することができる。
According to air battery B1 which consists of the above composition, the following effect can be acquired.
When a plurality of air batteries B1 are stacked by the
外枠体10と変形防止部材50とを別体に形成しているので、それら外枠体10と変形防止部材50の材質を、分担させる機能に合わせて選択することができる。例えば、互いに隣接導通させた空気電池B1に作用する圧縮力Fを外枠体10に支持させるとともに、変形防止部材50として、互いに隣接導通させた空気電池B1に作用する圧縮力Fを分担することなく、例えば電解液層Sの変形を防止できるだけの軽量な材質のものを採用できる。
Since the
架橋材52を電解液の注入方向と平行に延出されて形成しているので、外部から注入された電解液を電解液空間S1〜S6全域に良好に拡散させることができる。すなわち、電解液Wの拡散を効果的に行うことができるとともに、電解液の注入後の起動を速やかに行うことができる。
集電体40に、空気電池B1内を流通させる空気の流路として機能を併有させているので、コンパクト化を図ることができる。
Since the
Since the
次に、図4を参照して本発明の第二の実施形態に係る空気電池について説明する。図4(A)は、本発明の第二の実施形態に係る空気電池の一部をなす外枠体と変形防止部材の平断面図、(B)は、(A)に示すII‐II線に沿う断面図である。なお、上述した実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略し、また、流動許容部Rを明示するために、正極材22等を取り外した状態で示している。
Next, an air battery according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 (A) is a cross-sectional plan view of an outer frame body and a deformation preventing member forming part of an air battery according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 4 (B) is a II-II line shown in FIG. 4 (A). FIG. In addition, about the thing equivalent to what was demonstrated in embodiment mentioned above, the code | symbol same as them is attached | subjected, description is abbreviate | omitted, and
本発明の第二の実施形態に係る空気電池B2は、上記した変形防止部材50とは異なる変形防止部材50Aを採用したものである。
変形防止部材50Aは、上記した変形防止部材50の短枠材51bと架橋材52の各正極材22との当接面(図示上面)に、その当接面における電解液の流動を許容する流動許容部Rを形成したものである。
本実施形態に示す流動許容部Rは、多数の凹凸50aを形成したものである。なお、凹凸50aに代えて、複数の流路を形成した構造としてもよい。
The air battery B2 according to the second embodiment of the present invention employs a
The
The flow allowing portion R shown in the present embodiment has a large number of
本実施形態に係る空気電池B2によれば、凹凸50aを介して、変形防止部材50Aと正極材22との界面にも電解液を拡散させることができ、これにより変形防止部材50Aに当接している正極材22部分であっても十分な反応を行なわせることができるため、発電性能を向上させることができる。
According to the air battery B2 according to the present embodiment, the electrolytic solution can be diffused also to the interface between the
次に、図5を参照して本発明の第三の実施形態に係る空気電池について説明する。図5(A)は、本発明の第三の実施形態に係る空気電池の一部をなす外枠体及び変形防止部材の断面図、(B)は、本発明の第四の実施形態に係る空気電池の一部をなす外枠体及び変形防止部材の断面図である。なお、上述した各実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略し、また、正極材22等を取り外した状態で示している。
Next, an air battery according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5A is a cross-sectional view of an outer frame body and a deformation preventing member forming a part of an air battery according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a fourth embodiment of the present invention. It is sectional drawing of the outer frame body and deformation prevention member which make a part of air battery. In addition, about the thing equivalent to what was demonstrated in each embodiment mentioned above, the code | symbol same as them is attached | subjected, description is abbreviate | omitted, and it has shown in the state which removed the
本発明の第三の実施形態に係る空気電池B3は、上記した変形防止部材50とは異なる変形防止部材50Bを採用したものである。
変形防止部材50Bは、これをセパレータ30上に載置したとき、上面50bが、接点嵌合部10cの底壁面10eよりも所要の寸法t1だけ図示上方に突出するように、厚みTに設定したものである。
The air battery B3 according to the third embodiment of the present invention employs a
When the
この構成においては、空気電池B3を組み立てたとき、図示しない正極材22を外枠体10内に配置すると、正極材22と負極材35は変形防止部材50Bによって互いに押圧状態になって、接触抵抗を低減できる。
なお、上記した厚みTは、適正な押圧状態となるように設定すればよい。
In this configuration, when the positive electrode material 22 (not shown) is arranged in the
In addition, what is necessary is just to set the above-mentioned thickness T so that it may become an appropriate press state.
同図(B)に示す本発明の第四の実施形態に係る空気電池B4は、上記した変形防止部材50とは異なる変形防止部材50Cを採用したものである。
すなわち、空気電池B4は他例に係る外枠体10Aに配置した負極材35上に、変形防止部材50Cを直接載置した構成のものである。
外枠体10Aは、上記した外枠体10の短枠材10aに形成していた接点嵌合部を廃した構成のものである。
変形防止部材50Cは、平面視長方形にした枠材51´と、この枠材51´内に1本の架橋材52´を配列した構造のものである。
The air battery B4 according to the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 4B employs a deformation preventing member 50C different from the
That is, the air battery B4 has a configuration in which the deformation preventing member 50C is directly placed on the
The
The deformation preventing member 50C has a structure in which a
この構成の場合、負極材35上に載置した変形防止部材50Cの上面50bが、外枠体10Aの上端面10dよりも所要の寸法t1だけ図示上方に突出するように、変形防止部材50Cの厚みT1を設定している。
なお、本実施形態に係る空気電池B4では、上記したセパレータ30を変形防止部材50Cの上面50b側に配置している。
In the case of this configuration, the
In the air battery B4 according to the present embodiment, the
次に、図6を参照して本発明の第五の実施形態に係る空気電池について説明する。図6(A)は、本発明の第五の実施形態に係る空気電池の正断面図、(B)は、(A)に示す空気電池の動作を示す正断面図である。なお、上述した各実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。 Next, an air battery according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6A is a front sectional view of an air battery according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a front sectional view showing the operation of the air battery shown in FIG. In addition, about the thing equivalent to what was demonstrated in each embodiment mentioned above, the code | symbol same as them is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
本発明の第五の実施形態に係る空気電池B5は、上記した変形防止部材50と同等の構成からなる変形防止部材50Dをゴム等の弾性材で形成したものである。
このような変形防止部材50Dは、この変形防止部材50Dを弾性変形させる荷重範囲内で圧縮した状態にして外枠体10内に組み込む。
The air battery B5 according to the fifth embodiment of the present invention is obtained by forming a
Such a
変形防止部材50Dを弾性変形させる荷重範囲内で圧縮した状態にして外枠体10内に組み込むことにより、同図(B)に示すように、反応の進行とともに負極材35が消耗したときにも、その消耗に伴って変形防止部材50Dが弾性変形し、その変形防止部材50Dと負極材35間に隙間が生じることを防止できる。
すなわち、隙間が生じることを防止することにより、空気電池B5どうしの積層荷重によって空気電池自身が変形することを防止できる。なお、同図(B)において示す矢印は、変形防止部材50Dの変形方向を示している。
When the
That is, by preventing the gap from being generated, it is possible to prevent the air battery itself from being deformed by the stacking load between the air batteries B5. In addition, the arrow shown in the figure (B) has shown the deformation | transformation direction of the deformation |
図7を参照して本発明の第六の実施形態に係る空気電池について説明する。図7は、本発明の第六の実施形態に係る空気電池の正断面図であり、流動許容部Rを明示するために、正極材22等を取り外した状態で示している。なお、上述した各実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
An air battery according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a front sectional view of an air battery according to the sixth embodiment of the present invention, in which the
本発明の第六の実施形態に係る空気電池B6は、上記したものとは異なる変形防止部材50Eを用いたものである。
変形防止部材50Eは、上記した変形防止部材50と同等の構成のものであるが、短枠材51bと架橋材52の各正極材22(図示しない)との当接面(図示上面)に、その当接面における電解液の流動を許容する、ゴム等の弾性材からなる複数の凹凸50bを配設してなる流動許容部Rを設けた点で相違している。
The air battery B6 according to the sixth embodiment of the present invention uses a
The
本実施形態に示す空気電池B6によれば、凹凸50bを介して、変形防止部材50Eと正極材22(図示しない)との界面にも電解液を拡散させることができ、これにより変形防止部材50Eに当接している正極材22部分であっても十分な反応を行なわせることができるため、発電性能を向上させることができる。
また、凹凸50bを弾性材で形成しているので、空気電池B6間の接触抵抗の低減に効果的である。
According to the air battery B6 shown in the present embodiment, the electrolytic solution can be diffused also to the interface between the
Moreover, since the unevenness |
図8を参照して本発明の第七の実施形態に係る空気電池について説明する。図8(A)は、本発明の第七の実施形態に係る空気電池の正断面図、(B)は、(A)に包囲線IIIで示す部分の部分拡大図である。なお、上述した実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。 An air battery according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8A is a front sectional view of an air battery according to the seventh embodiment of the present invention, and FIG. 8B is a partially enlarged view of a portion indicated by an envelope III in FIG. In addition, about the thing equivalent to what was demonstrated in embodiment mentioned above, the code | symbol same as them is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
本発明の第七の実施形態に係る空気電池B7は、上記したものとは異なる変形防止部材50Fを用いたものである。
変形防止部材50Fは、上記した変形防止部材50と同等の構成のものであるが、短枠材51b、架橋材52の各下面に弾性リップ部材53を配設した構成のものである。
The air battery B7 according to the seventh embodiment of the present invention uses a deformation preventing member 50F different from the above.
The deformation preventing member 50F has the same configuration as the
本実施形態に示すように、短枠材51b、架橋材52の各下面に弾性リップ部材53を配設する場合には、変形防止部材50Dの上面にセパレータ30を配設する。
すなわち、短枠材51b、架橋材52の各下面に弾性リップ部材53を配設する場合、弾性リップ部材53を正極材22側に配置すると、正極触媒層が破損する可能性がある。このため、負極材35側にセパレータ30を配設するのが好ましい。なお、弾性リップ部材53の高さ、圧縮時の潰れ代は負極材35をなす金属の厚さに応じて設定する。
As shown in the present embodiment, when the
That is, when the
なお、短枠材51b、架橋材52の各上面に流動許容部Rとして複数の上記した凹凸50a(図8(B)参照)を形成してもよい。また、それらの凹凸50aに親水性を与えて、電解液を浸透しやすくすることができる。さらに、その凹凸50aに代えて、ゴム等の弾性材からなる上記した凹凸50bを配設してもよい。
In addition, you may form several above-mentioned unevenness |
図9を参照して本発明の第八の実施形態に係る空気電池について説明する。図9(A)は、本発明の第八の実施形態に係る空気電池の正断面図、(B)は、変形防止部材の平面図である。なお、上述した各実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。また、図8(A)においては、セパレータや正極材を省略して示している。 An air battery according to an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9A is a front sectional view of an air battery according to the eighth embodiment of the present invention, and FIG. 9B is a plan view of a deformation preventing member. In addition, about the thing equivalent to what was demonstrated in each embodiment mentioned above, the code | symbol same as them is attached | subjected and description is abbreviate | omitted. In FIG. 8A, the separator and the positive electrode material are omitted.
本発明の第八の実施形態に係る空気電池B8は、上記したものとは異なる構造にした変形防止部材50Gを用いたものである。
変形防止部材50Gは、上記した変形防止部材50と同等の構成のものであるが、短枠材51b,51b間に2本の補強部材54,54を架橋材52を貫通させて架設した構成にした点で相違している。
補強部材54は、短枠材51b,51b、長枠材51a,51bの厚みT2よりも小さい直径からなる棒材である。
The air battery B8 according to the eighth embodiment of the present invention uses a
The
The reinforcing
この構成によれば、変形防止部材50G自体の剛性を高めることができ、その変形防止部材50Gの厚みT2を小さくすることができる。これにより、空気電池B8の小型化を図る上で有利である。
また、変形防止部材50Gの外枠体10内への配置を容易に行うことができるとともに、凹凸50bを架橋材52や短枠材51bの上面に形成することにより、正極材22との間の部分における電解液拡散性の低下をも防止できる。
According to this configuration, the rigidity of the
Further, the
図10を参照して本発明の第九の実施形態に係る空気電池について説明する。図10(A)は、他例に係る液密通気膜と変形防止部材との相対的な関係を示す分解平面図、(B)は、本発明の第九の実施形態に係る空気電池の正断面図である。なお、上述した各実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。 The air battery according to the ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10A is an exploded plan view showing a relative relationship between the liquid-tight gas permeable membrane and the deformation preventing member according to another example, and FIG. 10B is a front view of the air battery according to the ninth embodiment of the present invention. It is sectional drawing. In addition, about the thing equivalent to what was demonstrated in each embodiment mentioned above, the code | symbol same as them is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
本発明の第九の実施形態に係る空気電池B9は、上記したものとは異なる液密通気膜21Aと、変形防止部材50Hを用いた点で相違している。
液密通気膜21Aは液密通気性を有するものであるが、正極材22にガス供給(空気)を行なうための多数の通気用凹凸溝21aを外面に形成している点が上記液密通気膜21と相違している。
The air battery B9 according to the ninth embodiment of the present invention is different in that a liquid-tight air
The liquid-tight air-
変形防止部材50Hは、外枠体10内に収容できる大きさにして形成されており、それは、短枠材51d,51d、長枠材51c,51c(一方は図示しない)を平面視長方形に組み合わせた枠材51Aと、この枠材51を長手方向で二分する位置に配設した架橋材52Aを有する構造のものである。
The
上記液密通気膜21Aと変形防止部材50Hとは、この変形防止部材50Hを外枠体10内に配設したときに、通気用凹凸溝21aの凸部21b(包囲線IVで示す)と、短枠材51d,架橋材52Aとが、平面視において、換言すると、隣接方向において重ならないように配置されるようにしている。具体的には、平面視において、凹部21cに短枠材51d,架橋材52Aとが重なるような位置関係になっている。
なお、凸部21bの幅と、短枠材51d,架橋材52Aの幅は、図9(B)に示すように、互いに同等のものとなっている。
The liquid-tight gas-
In addition, the width | variety of the
これにより、空気電池B9どうしを隣接導通させたときに、上記した凸部21bが短枠材51d,架橋材52Aを押圧することがなく、従って、荷重が掛かる通気用凹凸溝21aによって正極材22が変形することを防止できる。また、変形による正極材22の破損や複数形成された通気用凹凸溝21aどうしの配流バラツキにより、性能安定性が低下することを防ぐことができる。
As a result, when the air batteries B9 are connected to each other adjacently, the
図11(A)〜(C)を参照して他例に係る変形防止部材について説明する。図11(A)は、他例に係る変形防止部材の平面図、(B)は、(A)に包囲線Vで示す部分の拡大図、(C)は、その構造を示す部分拡大斜視図である。 A deformation preventing member according to another example will be described with reference to FIGS. 11A is a plan view of a deformation preventing member according to another example, FIG. 11B is an enlarged view of a portion indicated by an encircling line V in FIG. 11A, and FIG. 11C is a partially enlarged perspective view showing the structure thereof. It is.
他例に係る変形防止部材50Iは、長方形にした枠55内に電解液の注入方向αに対して約45°の角度で傾斜させ、かつ、互いに略90°の角度で斜交する網線56,57を張架形成したものである。なお、58は、網線56,57によって区画形成される菱形の空部である。
The deformation preventing member 50I according to another example is tilted at an angle of about 45 ° with respect to the injection direction α of the electrolyte in a
また、同図(B),(C)に示すように、網線56,57のうちの網線57には、これの延出方向に沿って単一の稜線57aを突設されている。
網線57に、これの延出方向に沿って単一の稜線57aを突設することにより、正極材22との接触面積を減少させることができ、変形防止部材50Iに当接している正極材22部分であっても十分な反応を行なわせることができるため、発電性能を向上させることができる。
なお、上記したように、網線57に稜線57aを突設することに限らず、同様の稜線を網線56に突設してもよく、また、網線56,57双方に稜線を突設するようにしてもよい。
Further, as shown in FIGS. 2B and 2C, the
By projecting a
As described above, the
このような変形防止部材50Iによれば、網線56,57を電解液の注入方向αに対して約45°の角度で傾斜させているので、電解液を注入するときの抵抗を低下させることができる。これにより、電解液の拡散を迅速に行わせることができる。
According to such a deformation preventing member 50I, since the
・以上詳細に説明したが、いずれにしても、上記各実施形態において説明した各構成は、それら各実施形態にのみ適用することに限らず、一の実施形態において説明した構成を、他の実施形態に準用若しくは適用し、さらには、それを任意に組み合わせることができるものである。 Although described in detail above, in any case, each configuration described in each of the above embodiments is not limited to being applied only to each of the above embodiments, and the configuration described in one embodiment is not limited to other embodiments. It can be applied mutatis mutandis or applied to the form, and can be arbitrarily combined.
10 外枠体
10c 接点嵌合部
10d 載置する面(底壁面)
15 接点部材
21,21A 液密通気膜
21a 通気用凹凸溝
21b 凸部
22 正極材
35 負極材
50,50A〜50I 変形防止部材
50a,50b 凹凸
53 弾性リップ部材
54 補強部材
51 枠材
52,52A 架橋材
A 組電池
B1〜B9 空気電池
R 流動許容部
S 電解液層
10
15
Claims (13)
電解液層を区画するように正極材と負極材を互いに対向させて配設した外枠体と、
上記外枠体と別体に形成されているとともに、上記電解液層に配置され、かつ、正極材又は負極材若しくはそれら双方に当接して変形を防止するための変形防止部材とを有し、
変形防止部材は、これの正極材に当接する面に、電解液の流動を許容する流動許容部を形成しており、
流動許容部は、これの正極材に当接する面に形成した複数の凹凸であり、
凹凸を弾性材により形成している
ことを特徴とする空気電池。 In an air battery used as an assembled battery adjacent to each other,
An outer frame body in which the positive electrode material and the negative electrode material are arranged to face each other so as to partition the electrolyte layer;
Together are formed in the outer frame and another member, it is disposed on the electrolyte layer, and possess a deformation preventing member for preventing the contact with deformed cathode material or the anode material or both thereof,
The deformation preventing member has a flow-permitting portion that allows the electrolyte to flow on the surface that contacts the positive electrode material.
The flow allowing portion is a plurality of irregularities formed on the surface in contact with the positive electrode material,
An air battery characterized in that the irregularities are formed of an elastic material .
電解液層を区画するように正極材と負極材を互いに対向させて配設した外枠体と、
上記外枠体と別体に形成されているとともに、上記電解液層に配置され、かつ、正極材又は負極材若しくはそれら双方に当接して変形を防止するための変形防止部材とを有し、
隣接する他の空気電池の集電板に導通接触させるための接点部材を有し、
上記接点部材の高さにほぼ一致する高さの段差とした接点嵌合部が外枠体に形成されており、
変形防止部材は、これの正極材に当接する面を、接点嵌合部の接点部材を載置する面よりも高く形成している
ことを特徴とする空気電池。 In an air battery used as an assembled battery adjacent to each other,
An outer frame body in which the positive electrode material and the negative electrode material are arranged to face each other so as to partition the electrolyte layer;
A deformation preventing member that is formed separately from the outer frame body, is disposed in the electrolyte layer, and is in contact with the positive electrode material or the negative electrode material or both to prevent deformation;
A contact member for conducting contact with a current collector plate of another adjacent air battery;
A contact fitting portion having a height difference substantially equal to the height of the contact member is formed on the outer frame body,
The deformation preventing member is formed such that the surface that contacts the positive electrode material is higher than the surface on which the contact member of the contact fitting portion is placed.
An air battery characterized by that .
電解液層を区画するように正極材と負極材を互いに対向させて配設した外枠体と、
上記外枠体と別体に形成されているとともに、上記電解液層に配置され、かつ、正極材又は負極材若しくはそれら双方に当接して変形を防止するための変形防止部材とを有し、
変形防止部材の負極材に接触する面に弾性リップ部材が配設されている
ことを特徴とする空気電池。 In an air battery used as an assembled battery adjacent to each other,
An outer frame body in which the positive electrode material and the negative electrode material are arranged to face each other so as to partition the electrolyte layer;
A deformation preventing member that is formed separately from the outer frame body, is disposed in the electrolyte layer, and is in contact with the positive electrode material or the negative electrode material or both to prevent deformation;
An elastic lip member is disposed on the surface of the deformation preventing member that contacts the negative electrode material.
An air battery characterized by that .
電解液層を区画するように正極材と負極材を互いに対向させて配設した外枠体と、
上記外枠体と別体に形成されているとともに、上記電解液層に配置され、かつ、正極材又は負極材若しくはそれら双方に当接して変形を防止するための変形防止部材とを有し、
上記正極材に通気を行うための多数の通気用凹凸溝を外面に形成した液密通気膜が設けられており、
変形防止部材を、方形の枠材内に複数本の架橋材を所定の間隔に配列して形成し、その変形防止部材の枠材と架橋材とを、通気用凹凸溝の凸部と隣接方向において互いに重ならないように配置している
ことを特徴とする空気電池。 In an air battery used as an assembled battery adjacent to each other,
An outer frame body in which the positive electrode material and the negative electrode material are arranged to face each other so as to partition the electrolyte layer;
A deformation preventing member that is formed separately from the outer frame body, is disposed in the electrolyte layer, and is in contact with the positive electrode material or the negative electrode material or both to prevent deformation;
A liquid-tight air-permeable membrane having a large number of air-grooving grooves for venting the positive electrode material is provided on the outer surface,
The deformation preventing member is formed by arranging a plurality of cross-linking materials in a rectangular frame member at predetermined intervals, and the frame member and the cross-linking material of the deformation preventing member are arranged in the direction adjacent to the convex portion of the ventilation groove. Are arranged so as not to overlap each other
An air battery characterized by that .
流動許容部は、これの正極材に当接する面に形成した複数の凹凸であるThe flow allowing portion is a plurality of irregularities formed on the surface that abuts on the positive electrode material.
ことを特徴とする請求項2〜4のいずれか1つの項に記載の空気電池。The air battery according to any one of claims 2 to 4, wherein
流動許容部は、これの正極材に当接する面に形成した複数の凹凸であり、The flow allowing portion is a plurality of irregularities formed on the surface in contact with the positive electrode material,
凹凸を弾性材により形成しているConcavities and convexities are made of elastic material
ことを特徴とする請求項2〜4のいずれか1つの項に記載の空気電池。The air battery according to any one of claims 2 to 4, wherein
上記接点部材の高さにほぼ一致する高さの段差とした接点嵌合部が外枠体に形成されており、A contact fitting portion having a height difference substantially equal to the height of the contact member is formed on the outer frame body,
変形防止部材は、これの正極材に当接する面を、接点嵌合部の接点部材を載置する面よりも高く形成しているThe deformation preventing member is formed such that the surface that contacts the positive electrode material is higher than the surface on which the contact member of the contact fitting portion is placed.
ことを特徴とする請求項1、3、4のいずれか1つの項に記載の空気電池。The air battery according to any one of claims 1, 3, and 4.
変形防止部材を、方形の枠材内に複数本の架橋材を所定の間隔に配列して形成し、その変形防止部材の枠材と架橋材とを、通気用凹凸溝の凸部と隣接方向において互いに重ならないように配置しているThe deformation preventing member is formed by arranging a plurality of cross-linking materials in a rectangular frame member at predetermined intervals, and the frame member and the cross-linking material of the deformation preventing member are arranged in the direction adjacent to the convex portion of the ventilation groove. Are arranged so as not to overlap each other
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つの項に記載の空気電池。The air battery according to any one of claims 1 to 3, wherein:
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